-
Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Eine solche Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, ist beispielsweise bereits der
DE 2012 216 449 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Abgasanlage weist einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt auf, in welchem eine Abgasnachbehandlungseinrichtung der Abgasanlage angeordnet ist. Mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung, welche von dem Abgas durchströmbar ist, kann das Abgas nachbehandelt werden. Hierzu weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung beispielsweise wenigstens einen Oxidationskatalysator und wenigstens einen insbesondere in Strömungsrichtung des den Abgastrakt durchströmenden Abgases stromab des Oxidationskatalysators angeordneten Partikelfilter auf, mittels welchem Partikel, insbesondere Rußpartikel aus dem Abgas herausgefiltert werden können. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung umfasst außerdem wenigstens einen Brenner, mittels welchem ein Brennstoff-Luft-Gemisch verbrannt werden kann. Beim Verbrennen des Brennstoff-Luft-Gemischs wird ein Brennerabgas erzeugt, welches von dem Brenner bereitgestellt und an einer Einleitstelle in den Abgastrakt eingebracht wird beziehungsweise werden kann. Durch Einbringen des Brennerabgases in den Abgastrakt können eine Erwärmung des Partikelfilters und dadurch eine Regeneration des Partikelfilters bewirkt werden. Unter der Regeneration des Partikelfilters kann insbesondere verstanden werden, dass in den Partikelfilter aufgenommene Partikel, insbesondere Rußpartikel, zumindest teilweise aus dem Partikelfilter entfernt werden. Das Brennstoff-Luft-Gemisch umfasst dabei dem Brenner zugeführte Luft und dem Brenner zugeführten, insbesondere flüssigen, Kraftstoff beziehungsweise Brennstoff.
-
Des Weiteren offenbart die
DE 10 2010 027 984 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, bei dem mindestens ein Parameter des in einem Abgaskanal strömenden Abgases von einer Abgassonde erfasst wird.
-
Außerdem ist der
DE 10 2016 207 667 A1 ein Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgaskanal eines Kraftfahrzeugs mit einem Hybridantrieb aus einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren wird das Kraftfahrzeug in einem Hybridbetrieb betrieben, wobei bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors Abgas des Verbrennungsmotors durch den Partikelfilter geleitet wird. Es wird ein Beladungszustand des Partikelfilters ermittelt. Es wird eine Regeneration des Partikelfilters eingeleitet, wenn der Beladungszustand des Partikelfilters einen definierten Maximalbeladungszustand erreicht hat. Es wird ein Regenerationsvorgang des Partikelfilters durchgeführt, wobei der Verbrennungsmotor und der Elektromotor während der Regeneration gekoppelt sind. Hierbei schleppt der Elektromotor den Verbrennungsmotor, und der Verbrennungsmotor fördert Luft in den Abgaskanal, um im Partikelfilter zurückgehaltene Rußpartikel zu oxidieren.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abgasanlage der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Partikelfilter besonders vorteilhaft regeneriert werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Um eine Abgasanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Partikelfilter besonders vorteilhaft regeneriert, das heißt gereinigt werden kann, ist erfindungsgemäß eine insbesondere zusätzlich zu der Verbrennungskraftmaschine vorgesehene elektrische Maschine vorgesehen, mittels welcher zur oder während der Regeneration des Partikelfilters die Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, während Verbrennungsvorgänge in der Verbrennungskraftmaschine unterbleiben, das heißt während in der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in deren Brennräumen oder vorzugsweise in allen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine, Verbrennungsvorgänge unterbleiben. Unter dem Merkmal, dass in der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise in deren oder in allen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge unterbleiben, ist insbesondere zu verstehen, dass in den Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine eine Zündung unterbleibt und/oder dass kein Kraftstoff in die Brennräume eingebracht wird. Ferner ist beispielsweise unter dem Merkmal, dass die Verbrennungskraftmaschine mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird, zu verstehen, dass die elektrische Maschine eine vorzugsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine antreibt, insbesondere während in der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge unterbleiben. Zum Antreiben der Abtriebswelle wird die elektrische Maschine beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise die Abtriebswelle angetrieben wird. In dem jeweiligen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, wobei der Kolben insbesondere über ein Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle gekoppelt ist.
-
Durch Antreiben der Abtriebswelle wird beispielsweise der jeweilige Kolben angetrieben. Durch das mittels der elektrischen Maschine bewirkbare oder bewirkte Antreiben der Verbrennungskraftmaschine ist beziehungsweise wird zur beziehungsweise während der Regeneration des Partikelfilters Luft mittels der Verbrennungskraftmaschine in die Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere in den Partikelfilter, hinein förderbar beziehungsweise hinein gefördert, insbesondere während Verbrennungsvorgänge in der Verbrennungskraftmaschine unterbleiben. Das mittels der elektrischen Maschine bewirkte oder bewirkbare Antreiben der Verbrennungskraftmaschine wird auch als Schleppen oder Schleppbetrieb der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet. Somit ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Regeneration des Partikelfilters die Verbrennungskraftmaschine mittels der elektrischen Maschine geschleppt wird. Während des Schleppbetriebs wird beispielsweise in den jeweiligen Brennraum Luft, welche Sauerstoff umfasst, eingebracht. Außerdem wird dadurch, dass die Verbrennungskraftmaschine mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird, die in den jeweiligen Brennraum eingebrachte Luft, insbesondere mittels des jeweiligen Kolbens, aus dem jeweiligen Brennraum herausgefördert und in die Abgasnachbehandlungseinrichtung hinein gefördert und insbesondere durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung hindurch gefördert, insbesondere durch den Partikelfilter hindurch gefördert beziehungsweise in den Partikelfilter hinein gefördert.
-
Da zur Regeneration des Partikelfilters die Verbrennungskraftmaschine mittels der elektrischen Maschine geschleppt wird, während in der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge unterbleiben, wird die Luft, welche zur Regeneration des Partikelfilters in den jeweiligen Brennraum eingebracht, aus dem jeweiligen Brennraum herausgefördert und in die Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere in den Partikelfilter hinein gefördert wird, nicht verbrannt, sodass die Luft unverbrannt aus dem jeweiligen Brennraum heraus gefördert und in die Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere in den Partikelfilter, hinein gefördert wird. Hierdurch kann in dem Abgastrakt stromauf des Partikelfilters ein Luft- beziehungsweise Sauerstoffüberschuss realisiert werden, insbesondere ohne den Brenner hinsichtlich seines Betriebs unerwünschter Weise zu beeinflussen. Die Erfindung ermöglicht es insbesondere, den genannten Luftüberschuss in dem Abgastrakt stromauf des Partikelfilters zu realisieren, während der Brenner zumindest vorteilhaft oder insbesondere mit einem Verbrennungsluftverhältnis von zumindest im Wesentlichen 1 betrieben werden kann. Mit anderen Worten kann ein Lambda-1-Betrieb des Brenners realisiert beziehungsweise durchgeführt werden, während die Verbrennungskraftmaschine mittels der elektrischen Maschine geschleppt und dadurch der Luftüberschuss im Abgastrakt stromauf des Partikelfilters realisiert wird. Hierdurch kann der Partikelfilter besonders vorteilhaft regeneriert werden.
-
Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, den Partikelfilter ohne einen befeuerten beziehungsweise verbrennungsmotorischen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu regenerieren. Mit anderen Worten ermöglicht es die Erfindung, den Partikelfilter besonders vorteilhaft zu regenerieren, das heißt zu reinigen, während Verbrennungsvorgänge in der Verbrennungskraftmaschine unterbleiben, das heißt während die Verbrennungskraftmaschine im Hinblick auf ihren befeuerten Betrieb deaktiviert ist. somit ermöglicht es die Erfindung insbesondere, den Partikelfilter vorteilhaft zu regenerieren, während das Kraftfahrzeug, insbesondere rein elektrisch, angetrieben wird und somit während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist, das heißt während in der Verbrennungskraftmaschine keine Verbrennungsvorgänge stattfinden. Um beispielsweise den Partikelfilter zu regenerieren, während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist beziehungsweise während das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben wird, können beispielsweise die aus der
DE 10 2015 015 794 A1 und aus der
DE 10 2016 014 255 A1 , deren Offenbarungen und Inhalte vollumfänglich als Teil dieser Offenbarung anzusehen sind, bekannten Verfahren zum Einsatz kommen. Die Erfindung und die zuvor genannten Verfahren ermöglichen eine Reinigung oder Regeneration des Partikelfilters ohne verbrennungsmotorischen Einsatz und somit beispielsweise während einer, insbesondere rein, elektrischen Fahrt des Kraftfahrzeugs.
-
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: der Brenner wird als Heizelement genutzt, um den beispielsweise als Dieselpartikelfilter (DPF) ausgebildeten Partikelfilter ohne motorische Verbrennung, das heißt ohne, dass in der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ablaufen, reinigen beziehungsweise regenerieren zu können. Dabei wird die Verbrennungskraftmaschine dadurch, dass sie mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird, während in der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge unterbleiben, also Luftbeziehungsweise Sauerstoffpumpe genutzt, mittels welcher die Luft unverbrannt aus den Brennräumen heraus gefördert und in den Abgastrakt, insbesondere in die Abgasnachbehandlungseinrichtung und ganz insbesondere in den Partikelfilter, hinein gefördert beziehungsweise durch diese hindurchgefördert wird. Hierdurch kann in dem Abgastrakt stromauf des Partikelfilters ein Luft- beziehungsweise Sauerstoffüberschuss realisiert werden, während beispielsweise der Brenner besonders vorteilhaft und dabei beispielsweise mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis, das heißt bei Lambda=1 betrieben wird. Eine weitere, der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis ist, dass in dem Abgastrakt stromauf des Partikelfilters ein Luft- und somit Sauerstoffüberschuss besonders vorteilhaft ist, um in dem Partikelfilter aufgenommene Partikel beziehungsweise um in dem Partikelfilter aufgenommenen Ruß besonders vorteilhaft oxidieren und somit zumindest teilweise aus dem Partikelfilter entfernen zu können. Im Rahmen der Erfindung wird der Sauerstoffüberschuss in dem Abgastrakt stromauf des Partikelfilters durch den auch als Motorschleppbetrieb bezeichneten Schleppbetrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert deren Schleppbetrieb mittels der als elektrische Antriebseinheit ausgebildeten oder fungierenden elektrischen Maschine bewirkt wird, ohne dass in der Verbrennungskraftmaschine eine motorische Verbrennung beziehungsweise Verbrennungsvorgänge stattfindet beziehungsweise stattfinden. In der Folge wird die Verbrennungskraftmaschine als Luftpumpe verwendet um das auch als Lambda bezeichnete Verbrennungsluftverhältnis direkt vor dem Partikelfilter zu erhöhen beziehungsweise auf einen insbesondere gegenüber 1 größeren, vorteilhaft hohen Wert einzustellen, ohne dabei den Brenner in seiner Funktionalität beziehungsweise seinem Betrieb ungünstig zu beeinflussen. Mit anderen Worten kann der Brenner besonders vorteilhaft betrieben werden, ohne Einbußen bei der Regeneration der Partikelfilters hinnehmen zu müssen.
-
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zur Betreiben einer erfindungsgemäßen Abgasanlage.
-
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Abgasanlage sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
-
Durch die Erfindung können insbesondere die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - Gewährleistung einer verlässlichen Reinigung beziehungsweise Regeneration des Partikelfilters, insbesondere in einem hybridischen Betrieb beziehungsweise während das Kraftfahrzeug, beispielsweise rein, elektrisch angetrieben wird
- - Minimierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen während der Regeneration des Partikelfilters und somit Verringerung von Gesamt-Kraftstoffverbrauch und Gesamt-Emissionen, insbesondere bei dem beispielsweise Hybrid-Fahrzeug, insbesondere als Diesel-Hybrid-Fahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeug
- - Zumindest im Wesentlichen kontinuierliche Reinigung des Partikelfilters möglich
- - Entfall Brennverfahren zur Partikelfilterreinigung
- - Erhöhung des elektrischen Fahrerlebnisses durch Reduzierung des verbrennungsmotorischen Betriebs während der Regeneration des Partikelfilters
- - Möglichkeit zur Regeneration des Partikelfilters in zumindest nahezu allen Fahrsituationen zur Vermeidung von Überbeladung des Partikelfilters und damit einhergehenden Folgen wie beispielsweise Filterbruch, nicht kontrollierbarer Temperaturen in der Abgasanlage et cetera
- - Besonders hohe Variabilität bei der Anordnung des Partikelfilters in dem Gesamtsystem der Abgasanlage und somit Bauraumvorteile
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine schematische Darstellung der Abgasanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
- 3 eine schematische Darstellung der Abgasanlage gemäß einer dritten Ausführungsform.
-
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Abgasanlage 10 für eine Verbrennungskraftmaschine 11 eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen und Nutzfahrzeug ausgebildet und weist in seinem vollständig hergestellten Zustand die Abgasanlage 10 und die auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 11 auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine 11 ist beispielsweise als eine Hubkolbenmaschine beziehungsweise als ein Hubkolbenmotor ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine 11 weist wenigstens ein Gehäuseelement 13 auf, welches beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildet sein kann. Die Verbrennungskraftmaschine 11 weist Brennräume 15 auf, welche beispielsweise zumindest teilweise durch jeweilige Zylinder 17 der Verbrennungskraftmaschine 11 gebildet beziehungsweise begrenzt sind. Dabei sind beispielsweise die Zylinder 17 durch das Gehäuseelement 13 gebildet beziehungsweise begrenzt.
-
Die Verbrennungskraftmaschine 11 weist auch eine in den Fig. nicht erkennbare und beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine 11 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Dabei ist in dem jeweiligen Zylinder 17 ein jeweiliger Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, sodass beispielsweise der jeweilige Brennraum 15 teilweise durch den jeweiligen Kolben und teilweise durch den jeweiligen Zylinder 17 begrenzt ist. Der jeweilige Kolben ist beispielsweise um ein jeweiliges Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle verbunden, sodass die translatorischen Bewegungen des jeweiligen Kolbens in dem jeweiligen Zylinder 17 in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle umgewandelt werden können. Unter der rotatorischen Bewegung der Abtriebswelle ist zu verstehen, dass sich die Abtriebswelle um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 13 dreht beziehungsweise drehen kann. Hierzu ist die Abtriebswelle um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 13 drehbar an dem Gehäuseelement 13 gelagert.
-
Während eines auch als verbrennungsmotorischer Betrieb bezeichneten, befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 11 laufen in den Brennräumen 15 Verbrennungsvorgänge ab. Im Rahmen des jeweiligen Verbrennungsvorgangs wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und verbrannt, wodurch Abgas der Verbrennungskraftmaschine 11 entsteht. Die Abgasanlage 10 ist dabei von dem Abgas aus den Brennräumen 15 und somit von dem Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine 11 durchströmbar. Dabei weist die Abgasanlage 10 eine von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 11 durchströmbaren Abgastrakt 12 auf, in welchem eine von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 11 durchströmbare Abgasnachbehandlungseinrichtung 14 angeordnet ist. Mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung 14 ist beziehungsweise wird das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 11 nachzubehandeln beziehungsweise nachbehandelt. Hierzu weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung 14 eine erste Nachbehandlungskomponente 16 auf, welche einen beispielsweise als Dieseloxidationskatalysator (DOC) ausgebildeten Oxidationskatalysator aufweisen kann. Alternativ oder zusätzlichen kann die Nachbehandlungskomponente 16 einen auch als NSK oder NSC bezeichneten Stickoxid-Speicherkatalysator aufweisen, mittels welchem Stickoxide aus dem Abgas zumindest vorübergehend aufgenommen und gespeichert werden können.
-
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 14 weist außerdem einen beispielsweise als Dieselpartikelfilter (DPF) ausgebildeten Partikelfilter 18 auf, welcher in Strömungsrichtung des den Abgastrakt 12 durchströmenden Abgases stromab der Nachbehandlungskomponente 16 angeordnet ist. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 14 weist außerdem einen SCR-Katalysator 20 auf, welcher stromab des Partikelfilters 18 angeordnet ist. Die Nachbehandlungskomponente 16, der Partikelfilter 18 und der SCR-Katalysator 20 sind beispielsweise in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet, in dessen Motorraum auch die Verbrennungskraftmaschine 11 angeordnet ist.
-
In 1 ist durch einen Pfeil 21 das den Abgastrakt 12 durchströmende Abgas, insbesondere dessen Massestrom beziehungsweise Strömung oder Strömungsrichtung, veranschaulicht.
-
1 zeigt eine erste Ausführungsform der Abgasanlage 10. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Abgasanlage 10, und 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Abgasanlage 10. Die erste Ausführungsform wird auch als Hot-end-Variante oder heißes-Ende-Variante bezeichnet, während die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform als Cold-End-Varianten beziehungsweise kaltes-Ende-Varianten bezeichnet werden. Bei der dritten Ausführungsform kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung 14 ferner Nachbehandlungskomponenten 22 und 24 umfassen, wobei die Nachbehandlungskomponenten 22 und 24 stromab des SCR-Katalysators 20 angeordnet sind. Dabei ist die Nachbehandlungskomponente 22 stromab des SCR-Katalysators 20 angeordnet, und die Nachbehandlungskomponente 24 ist stromab der Nachbehandlungskomponente 22 angeordnet. Die Nachbehandlungskomponenten 22 und 24 sind beispielsweise Unterbodenkomponenten, die außerhalb des Motorraums und dabei unterhalb eines beispielsweise durch eine selbsttragende Karosserie des Kraftfahrzeugs gebildeten Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Die Nachbehandlungskomponente 22 ist beispielsweise ein SCR-Katalysator. Die Nachbehandlungskomponente 24 umfasst beispielsweise einen weiteren SCR-Katalysator und/oder einen auch mit ASC bezeichneten Ammoniak-Sperrkatalysator, welcher unverbrauchten und somit überschüssigen Ammoniak aufnehmen und zumindest vorübergehend speichern kann.
-
Bei der in 2 gezeigten, zweiten Ausführungsform sind die Nachbehandlungskomponenten 22 und 24 und auch das Dosierelement 28 nicht vorgesehen. Außerdem ist aus 2 und 3 erkennbar, dass in dem Abgastrakt 12 und vorzugsweise stromab des SCR-Katalysators 20, insbesondere stromab der Nachbehandlungskomponenten 22 und 24, eine Abgasklappe 25 angeordnet sein kann, mittels welcher das Abgas in dem Abgastrakt 12 bedarfsgerecht aufgestaut werden kann.
-
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 14 umfasst außerdem ein Dosierelement 26, mittels welchem ein insbesondere flüssige Reduktionsmittel an einer stromab der Nachbehandlungskomponente 16 und stromauf des SCR-Katalysators 20, insbesondere stromauf des Partikelfilters 18 angeordneten Einbringstelle in den Abgastrakt 12 eingebracht, insbesondere eingespritzt, werden kann. Der SCR-Katalysator 20 ist dazu ausgebildet, die selektive katalytische Reduktion (SCR) katalytisch zu bewirken beziehungsweise zu unterstützen. Im Rahmen der SCR reagieren im Abgas enthaltene Stickoxide mit Ammoniak zu Stickstoff und Wasser, wodurch im Abgas enthaltene Stickoxide zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt werden. Dies wird auch als Entsticken des Abgases bezeichnet. Der Ammoniak stammt dabei aus dem Reduktionsmittel beziehungsweise ist das zuvor genannte Reduktionsmittel. Stromauf der Nachbehandlungskomponente 22 und der stromab des SCR-Katalysators 20 kann eine weitere Einbringstelle angeordnet sein, an welcher mittels eines weiteren Dosierelements 28 das Reduktionsmittel in den Abgastrakt 12 eingebracht, insbesondere eingespritzt, werden kann. Der Partikelfilter 18 weist beispielsweise eine für die SCR katalytisch wirksame Beschichtung auf und ist somit beispielsweise als sDPF ausgebildet.
-
Die Abgasanlage 10, insbesondere die Abgasnachbehandlungseinrichtung 14, umfasst außerdem einen Brenner 30, welcher mit einem insbesondere flüssigen Brennstoff und mit Luft versorgbar ist. Dadurch kann beispielsweise in dem Brenner 30 ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Brennstoff-Luft-Gemisch gebildet werden, welches die Luft, die dem Brenner 30 zugeführt wird, und den Brennstoff, der dem Brenner 30 zugeführt wird, umfasst. Mittels der Brenners 30, insbesondere in dem Brenner 30, wird das Gemisch verbrannt, wodurch ein Brennerabgas gebildet wird. Der Brenner 30 kann sein Brennerabgas bereitstellen und an einer Einleitstelle E in den Abgastrakt 12 einleiten. Daraufhin kann das Brennerabgas als Massestrom mit einer hohen Temperatur durch den Abgastrakt 12 und insbesondere durch den Partikelfilter 18 hindurchströmen, sodass der Partikelfilter 18 mittels des Brennerabgases erwärmt werden kann. Mittels des Brennerabgases kann der Partikelfilter 18 insbesondere derart erwärmt werden, dass durch das Erwärmen des Partikelfilters 18 eine Regeneration oder Reinigung des Partikelfilters 18 bewirkt wird.
-
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind der Brenner 30 und somit die Einleitstelle E stromauf des Partikelfilters 18 und stromab der Nachbehandlungskomponente 16 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die zuvor genannte Einbringstelle und die Einleitstelle E in Strömungsrichtung des den Abgastrakt 12 durchströmenden Abgases auf gleicher Höhe angeordnet sind. In 1 ist durch einen Pfeil 32 die Luft veranschaulicht, die dem Brenner 30 zugeführt und somit zum Bilden des Brennstoff-Luft-Gemischs, insbesondere im Brenner 30, verwendet wird. Somit veranschaulicht der Pfeil 32 beispielsweise eine Sekundärlufteinspeisung, in deren Rahmen die Luft zum Bilden des Brennstoff-Luft-Gemischs dem Brenner 30 zugeführt, insbesondere in den Brenner 30 eingeleitet, wird.
-
Um nun den Partikelfilter 18 besonders vorteilhaft und insbesondere auch dann vorteilhaft regenerieren zu können, wenn in dem beziehungsweise allen Brennräumen 15 der Verbrennungskraftmaschine 11 Verbrennungsvorgänge unterbleiben, ist eine von der Verbrennungskraftmaschine 11 unterschiedliche, zusätzlich zu der Verbrennungskraftmaschine 11 vorgesehene, elektrische Maschine 34 vorgesehen, mittels welcher zur beziehungsweise während der Regeneration des Partikelfilters 18 die Verbrennungskraftmaschine 11, insbesondere deren Abtriebswelle und somit die Kolben, antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird, während Verbrennungsvorgänge in allen Brennräumen 15 der Verbrennungskraftmaschine 11 unterbleiben. Hierdurch ist beziehungsweise wird zur beziehungsweise während der Regeneration des Partikelfilters 18 Luft mittels der Verbrennungskraftmaschine 11, insbesondere mittels der Kolben, in die Abgasnachbehandlungseinrichtung 14, insbesondere in den Partikelfilter 18, hineinförderbar beziehungsweise hinein gefördert.
-
Dadurch, dass die Verbrennungskraftmaschine 11 mittels der elektrischen Maschine 34 angetrieben und somit geschleppt wird, während Verbrennungsvorgänge in allen Brennräumen 15 unterbleiben, werden mittels der Verbrennungskraftmaschine 11, insbesondere mittels der Kolben, Luft und somit in der Luft enthaltener Sauerstoff aus den Brennräumen 15 herausgefördert und in den Abgastrakt 12, insbesondere in die Abgasnachbehandlungseinrichtung 14 und ganz insbesondere in den Partikelfilter 18, hinein gefördert. Somit wird die Verbrennungskraftmaschine 11 als eine auch als Sekundärluftpumpe bezeichnete Luftpumpe verwendet, um die Luft und somit den Sauerstoff wie beschrieben zu fördern. Hierdurch kann in dem Abgastrakt 12 stromauf der Partikelfilters 18 ein Luft- und somit Sauerstoffüberschuss realisiert werden, wodurch der Partikelfilter 18 besonders vorteilhaft regeneriert werden kann. Insbesondere währenddessen kann der Brenner 30 besonders vorteilhaft und insbesondere mit einem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben werden, sodass in dem Abgastrakt 12 stromauf des Partikelfilters 18 der beschriebene Luft- beziehungsweise Sauerstoffüberschuss realisiert werden kann, ohne den Brenner 30 in seinem Betrieb unerwünschter Weise zu beeinflussen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Abgasanlage
- 11
- Verbrennungskraftmaschine
- 12
- Abgastrakt
- 13
- Gehäuseelement
- 14
- Abgasnachbehandlungseinrichtung
- 15
- Brennräume
- 16
- Nachbehandlungskomponente
- 17
- Zylinder
- 18
- Partikelfilter
- 20
- SCR-Katalysator
- 22
- Nachbehandlungskomponente
- 24
- Nachbehandlungskomponente
- 25
- Abgasklappe
- 26
- Dosierelement
- 28
- Dosierelement
- 30
- Brenner
- 32
- Pfeil
- 34
- elektrische Maschine
- E
- Einleitstelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2012216449 A1 [0002]
- DE 102010027984 A1 [0003]
- DE 102016207667 A1 [0004]
- DE 102015015794 A1 [0010]
- DE 102016014255 A1 [0010]
